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Kontakt mit Endotoxinen führt in neutrophilen Granulozyten (PMN) zur Freisetzung von proinflammatorischen Zytokine wie zB Interleukin-8 (IL-8) und zur Reduktion der spontanen Apoptose. Die Aktivierung des Transskriptionsfaktors kappa-B (NFκB) durch Endotoxin (LPS) konnte gezeigt werden. In dieser Studie wurde die Beteiligung von NFkB, STAT3 und des Proteasoms bei der Regulation der Apoptose in PMN von gesunden Probanden und Patienten mit Sepsis untersucht.

PMN (1x10⁶/mL) von Patienten mit Sepsis (n=10) und gesunden Probanden (n=10) wurden über Ficoll Dichtegradientenzentrifugation isoliert und mit dem spezifischen NFκB Inhibitor SN50 (30μM), dem SN50 Kontrolpeptid (30μM), dem Proteasominhibitor PSI (30μM), oder dem STAT-3 Inhibitor Curcumin (20μM) für 1 Stunde vorinkubiert und die Zellen anschließend mit Medium, oder LPS (1μg/mL) für 15 Stunden stimuliert. Apoptose wurde nach Färbung mit FITC-Annexin-V und Propidiumjodid im Durchflusszytometer gemessen, und die Zytokinfreisetzung von IL-8 in den Überständen im ELISA gemessen. Angegeben als Mittelwerte ± SEM; Wilcoxon Test.

LPS (1μg/mL) reduziert signifikant die spontane Apoptose der PMN in septischen Patienten (44.7 ± 1.5 zu 27.6 ± 3.4%, p < 0.05) und gesunden Kontrollen (57.1 ± 4.1 auf 25.2 ± 2.6%, p < 0.05). Inhibition von NFκB durch SN50 (30μM) hatte keinen Effekt auf das LPS-induzierte Überleben der PMN von Kontrollen (27.5 ± 2.7%) oder von Patienten mit Sepsis (27.7 ± 3.0%). Inhibition des Proteasoms durch PSI (30μM) hemmte signifikant das LPS-induzierte Überleben in PMN von Kontrollen (60.7 ± 2. 5%, p < 0.01), ebenso wie bei Patienten mit Sepsis (48.6 ± 3.0 %, p <0.05). PSI alleine hatte keinen Effekt auf die spontane Apoptose bei Patienten mit Sepsis (47.0 ± 3.5%), oder Kontrollen (62.4 ± 3.2%). Auch die Inhibition von STAT3 durch Curcumin hemmte das LPS-induzierte Überleben in PMN von Patienten (44.4 ± 4.7%, p < 0.05) als auch in PMN von Kontrollen (52.6 ± 3.5%, p < 0.05). Im Gegensatz dazu konnte die LPS-induzierte Freisetzung von IL-8 in PMN von Patienten (6751 ± 5076 pg/mL) durch den NFκB Inhibitor SN50 signifikant (1069 ± 357 pg/mL, p < 0.05) und in Kontrollen (9990 ± 4078 pg/mL) deutlich gehemmt werden (4331 ± 1768 pg/mL). Inkubation mit dem Proteasominhibitor PSI hemmte vollständig die LPS-induzierte IL-8 Freisetzung in Kontrollen (156 ± 64 pg/mL, p < 0.05) als auch in Patienten mit Sepsis (167 ± 30 pg/mL p < 0.05).

Diese Ergebnisse zeigen die unterschiedliche Aktivierung der Transskriptionsfaktoren NFκB und STAT3 in PMN durch LPS. Im Gegensatz zur Freisetzung von IL-8, die NFκB gesteuert ist, scheint die Reduktion der Apoptose durch STAT3 mitreguliert zu sein. Die Hemmung, sowohl der Apoptose, als auch der IL-8 Freisetzung durch den Proteasominhibitor PSI weist auf eine zusätzliche Beteiligung des Proteasoms bei der Regulation der Neutrophilen Aktivierung auch bei Patienten mit Sepsis hin.